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Freie Enthalpie

Chemische Thermodynamik / Zustandsgrößen und ihre Regeln

Die freie Enthalpie ist ein Maß für die Triebkraft eines Prozesses und wird mit G abgekürzt. Sie wird durch die Reaktionsenthalpie und -entropie bestimmt und nach der Gibbs-Helmholtz-Gleichung berechnet:



ΔG = ΔH – ΔS ∙T

Gibbs-Helmholtz-Gleichung

Die freie Enthalpie wird durch die Enthalpie (H), die Entropie (S) und die vorherrschende Temperatur (T) in Kelvin bestimmt.

Mithilfe der freien Enthalpie kann eine definitive Aussage über die „Freiwilligkeit“ des Reaktionsablaufs getroffen werden. Man unterscheidet zwischen der Abgabe und Aufnahme von Energie, der Exergonie und Endergonie. Die Reaktionsform wird durch den Wert von G charakterisiert.

        ΔG < 0:     Reaktion läuft freiwilig ab $\Rightarrow$ exergonische Reaktion

        ΔG > 0:     Reaktion läuft nicht freiwillig ab $\Rightarrow$ endergonische Reaktion

Es gibt folgende Möglichkeiten der Kombination von ΔH und ΔS:

H < 0

S > 0

ΔG < 0, immer freiwillig

T ist für die Intensität bestimmend

H < 0

S < 0

temperaturabhängig freiwillig

Dissoziation eines molekularen Gases

H > 0

S > 0

freiwillig möglich

Ammoniaksynthese

H > 0

S < 0

thermisch nicht möglich!

Photosynthese

Dieser Inhalt ist Bestandteil des Online-Kurses

Physikalische Chemie

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Diese Themen werden im Kurs behandelt:

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  • Chemische Thermodynamik
    • Einleitung zu Chemische Thermodynamik
    • Fundamentale Begriffe der Chemie
      • Einleitung zu Fundamentale Begriffe der Chemie
      • Energie
      • Chemische Thermodynamik und Energetik
    • Grundlagen
      • Einleitung zu Grundlagen
      • Erhaltungssätze
      • Systemarten & Reaktionsbedingungen
    • Zustandsgrößen und ihre Regeln
      • Einleitung zu Zustandsgrößen und ihre Regeln
      • Enthalpie
        • Einleitung zu Enthalpie
        • Der Satz von Hess
        • Kalorimetrie
      • innere Energie
      • Entropie und der zweite Hauptsatz der Thermodynamik
      • Der dritte Hauptsatz der Thermodynamik
      • Freie Enthalpie
    • Auf einen Blick: Hauptsätze der Thermodynamik
    • Anwendungsbeispiele zum Verständis der Thermodynamik
      • Einleitung zu Anwendungsbeispiele zum Verständis der Thermodynamik
      • Bestimmung der Wärmekapazität eines Kalorimeters
      • Der Taschenwärmer
  • Kinetik: rund um die Reaktionsgeschwindigkeit
    • Einleitung zu Kinetik: rund um die Reaktionsgeschwindigkeit
    • Reaktionsgeschwindigkeit: beinflussende Faktoren
      • Einleitung zu Reaktionsgeschwindigkeit: beinflussende Faktoren
      • Temperatur
      • Katalysator
      • Druck und Zerteilungsgrad
    • Anwendungsbeispiele
      • Einleitung zu Anwendungsbeispiele
      • Fotometrie
      • Potentiometrie
    • Biokatalysator Enzym - Enzymkinetik
      • Einleitung zu Biokatalysator Enzym - Enzymkinetik
      • Enzyme
      • Exkurs: Katalyse
        • Einleitung zu Exkurs: Katalyse
        • Chemisorption
        • Homogene und heterogene Katalyse
        • Katalysatorgifte
      • Enzymreaktionen
        • Einleitung zu Enzymreaktionen
        • Substrat- und Wirkungsspezifität
        • Aktives Zentrum
        • Katalasereaktion – Beispiel einer Enzymreaktion
        • Michaelis-Menten-Kinetik
        • Biokatalysatoren – Einfluss von Temperatur und pH auf Enzyme
        • Enzymhemmung
          • Einleitung zu Enzymhemmung
          • Kompetitive Hemmung
          • Nichtkompetitive Hemmung
        • Denaturierung
        • Experiment: Temperaturabhängigkeit der Amylase
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